NORTHROP GRUMMAN HA CONCESSO IL BREVETTO PER LA PRODUZIONE DI MATERIALE COMPOSITO STAMPABILE IN 3D
A febbraio di quest’anno potresti ricordare un articolo che descrive in dettaglio un brevetto di stampante 3D composito concesso alla società di difesa globale americana Northrop Grumman . Ora è emerso che un’altra squadra della compagnia militare ha lavorato su un materiale composito stampabile 3D.
Come dettagliato dall’abstract questo recente brevetto, datato 19 febbraio 2019, l’invenzione si riferisce a “Un sistema e un metodo per produrre un filamento di fibra continuo uniforme.” Il metodo include l’uso di magneti per alimentare la fibra creando “fibra continua uniforme” filamento.”
Con le proprietà uniche che i materiali compositi forniscono, non è difficile immaginare perché Northrop Grumman avrebbe investito nel suo sviluppo. In alcuni casi, i materiali rinforzati con fibre presentano una resistenza paragonabile ai metalli, ma sono una frazione del peso e del costo.
Uno dei principali produttori di stampanti 3D composte è Markforged . Per due anni consecutivi, la stampante Mark Two 3D, in grado di elaborare materiali in fibra di carbonio, fibra di vetro e Kevlar rinforzato, ha portato a casa il premio Enterprise Printer of the Year (Polymers) . Altri nomi importanti in questo campo includono Oggetti impossibili , che hanno raccolto $ 6,4 milioni nel finanziamento della Serie A un paio di anni fa, e Fortify , la startup Digital Composite Manufacturing (DCM) che ha recentemente raccolto $ 2,5 milioni in finanziamenti per seme .
Stabilendo ulteriormente il chiaro valore collocato nei materiali compositi dagli ingegneri e dall’industria della stampa 3D in generale, lo scorso anno l’OEM Stratasys ha lanciato la sua Fortus 380mc Carbon Fiber Edition (CFE).
Il brevetto ” Filamento continuo di fibre per strutture prodotte (AM) additive fusion deposition modeling (FDM) ” (US10207426B2) è stato inizialmente depositato da Northrop Grumman Systems Corp nell’ottobre 2015. È stato quindi pubblicato ad aprile 2017, prima di essere finalmente concesso a febbraio 2019 .
Gli inventori accreditati sul brevetto sono Daniel J. Braley, Anthony M. Tamayo ed Eric G. Barnes. Braley è stato Senior Engineer Development Engineer e Program Manager presso Northrop Grumman al momento del deposito del brevetto e Tamayo a Mechanical Engineer. Entrambi si sono poi spostati in ruoli presso la società aerospaziale internazionale Boeing, con Braley ora Additive Manufacturing Technical Focal per la società di St. Louis. Barnes d’altra parte ha lavorato per Northrop per quasi tre decenni. Dall’ottobre 2013, Barnes è stato l’Additive Manufacturing Fellow della società, all’interno del Settore Sistemi Aerospaziali. Come parte di questo ruolo, Barnes è responsabile dell’integrazione della produzione additiva in tutti i processi produttivi dell’azienda.
Con l’obiettivo di sfruttare la resistenza superiore di materiali in fibra di carbonio continui (contrariamente a quelli contenenti fibre tritate), il brevetto di Northrop Grumman descrive un tipo di processo di rivestimento per la produzione di materiali compositi. Nel metodo, la fibra è attaccata a un rimorchio magnetico. Un secondo tubo cavo, composto da polimero scelto, è anche attaccato a un magnete che gira attorno alla sua circonferenza. Sfruttando le forze tra questi due magneti, il metodo assicura che il contenuto di fibre sia continuo e alimentato uniformemente attraverso il tubo polimerico, per creare una lunghezza di filamento.
Con questo mehtod la squadra supera alcune delle sfide associate ad altri metodi di produzione di filamenti. Come spiegato nella discussione “I metodi noti per creare un filamento continuo di fibre che include una stoppa di fibra con una resina su di essa include il trascinamento della fibra attraverso un bagno della resina fusa e permettendo alla resina di indurirsi attorno alla fibra […] Tipicamente questi sistemi e i processi sono lunghi e costosi. Inoltre, il processo è difficile da controllare e c’è una mancanza di uniformità nella resina che indurisce intorno alla fibra “.
“PERTANTO, QUESTI SONO UNA NECESSITÀ NELLA TECNICA PER UN METODO AFFIDABILE PER CREARE FILAMENTI DI FIBRE CONTINUE UNIFORMI CHE SONO ADATTI PER STRUTTURE DI FDM AM.”
